【文章內(nèi)容簡介】 反向工件的裝夾位置長度的預留。同時，因為工件的材料是鋁材，所以在設計手爪過程中，還應考慮到工件的各個受力分析，達到既能夾緊工件，又不會因為夾緊力的過大，夾傷或夾壞工件。所以在驅動元器件的選擇時，要充分考慮到這個夾緊力。由于現(xiàn)有機 第 5 頁 共 25 頁 械手的末端連接處是個圓形的凸臺，所以在設計機 械手與手爪的連接件時，要考慮到連接的可靠性與穩(wěn)定性，以及安裝定位的方便。 第四組別的工作內(nèi)容 第四組是在前三組的基礎上，了解整個自動加工的流程，運用 PLC 進行編程，協(xié)調機床跟機械手之間的作業(yè)。以及，對現(xiàn)有的機械手進行示教演示，將整個運用到機械手的工作動作進行協(xié)調與記錄保存，供 PLC 調用到生產(chǎn)中。該過程中，負責人員還應考慮到機床運動跟機械手運動的時間上的差異，以及各個運動之間的順序，避免動作的順序不正確，致使生產(chǎn)事故的發(fā)生。 自動加工的流程圖： 機器人把工件送至卡盤處 ? 尾座頂緊工件 ? 卡盤收緊 ? 機器人退出 ? 尾座縮回（必要時可頂緊加工） ? 自動關門 ? 加工 ? 自動開門 ? 機器人將工件夾緊 ? 卡盤松開 ? 將機器人將工件移開掉頭 ? 重復以上步驟 ? 加工完成機器人將工件移走 在這整個的應用現(xiàn)有機械手投入到自動化生產(chǎn)的設計中，我們組是第四組，主要負責調試現(xiàn)有機械手完成要求動作，并匯編程序使用 PLC 協(xié)調整個自動化生產(chǎn)的各個動作。我組的整個設計方案及實際加工與分析情況如下文所述。 第 6 頁 共 25 頁 2 正文 整個自動化加工的流 程如下圖所示。第一步驅動機器人把加工的毛坯件夾緊送至卡盤處、第四步機器人退出機床加工區(qū)域、第九步機器人夾緊機床上的半成品工件、第十一步機器人將工件掉頭再送回卡盤處和最后一步機器人將工件取走等這幾個步驟，應用到的是現(xiàn)有機器人。所以我們首先要先了解現(xiàn)有機器人的操作以及控制機器人完成所需動作。 機器人把工件送至卡盤處 ? 尾座頂緊工件 ? 卡盤收緊 ? 機器人退出 ? 尾座縮回（必要時可頂緊加工） ? 自動關門 ? 加工 ? 自動開門 ? 機器人將工件夾緊 ? 卡盤松開 ? 機器 人將工件移開掉頭 ? 重復以上步驟 ? 完成加工機器人將工件移走 圖 21 自動加工的流程圖 機器人的操作與機床信號查詢 機器人的操作 通過按動示教編程器上的每個軸操作鍵，使機器人的每個軸產(chǎn)生所需的作。 下圖表明了每個軸在關節(jié)坐標系下的示意動作。 第 7 頁 共 25 頁 圖 22 軸的示意動作 動作模式 NX100 控制柜有示教模式、再現(xiàn)模式、遠程模式三種動作模式。 a 示教模式 從事程序編輯或者對已登錄的程序進行修改時，要在示教模式下進行。另外，進行各種特性文件和各種參數(shù)的設定也要在 該模式下進行。 b 再現(xiàn)模式 再現(xiàn)示教程序時使用的模式。 c 遠程模式 伺服電源投入、開始、調用程序、啟動循環(huán)等相關操作需要通過外部輸入信號的指定、在遠程模式下進行。 遠程模式時，通過外部輸入信號的操作有效。此時，示教編程器上的 [開始 ]按鈕無效。 數(shù)據(jù)傳輸功能 （選項）在遠程摸式下有效。 第 8 頁 共 25 頁 表 21 機器人動作模式 模式 操作 示教模式 再現(xiàn)模式 遠程模式 伺服準備 示教編程器 示教編程器 外部輸入信號 啟動 無效 示教編程器 外部輸入信號 循環(huán)變更 示教編程器 示教編程器 外部輸入信號 調用主程 序 示教編程器 示教編程器 外部輸入信號 在安川機器人的實際操作后，我們主要利用的是機器人的示教模式，通過我們?nèi)斯さ乜刂茩C器人各個關節(jié)的運動，然后讓電腦自動記錄各個關節(jié)實際運動到位的各軸位置參數(shù)，并以此存檔，供以后我們在實際應用的時候調用。 在實際加工過程中，我們根據(jù)圖 21 加工流程圖可以知道，機器人在加工過程中所要執(zhí)行的動作有： 加工開始的時候，機器人將毛坯夾緊并送到機床卡爪位置； 待機床卡爪夾緊工件的時候，機器人離開機床加工的危險范圍； 在機床對毛坯的一端加工完畢后，機器人移動到機床卡爪下將工 件夾緊； 待機床卡爪松開工件時候，機器人將工件夾到安全位置進行掉頭，然后再移動到卡爪處； 待機床卡爪將工件夾緊后，機器人離開機床的工作區(qū)域； 機床對工件全部加工完畢后，機器人移動到機床卡爪處將工件夾緊； 待機床卡爪將工件松開后，機器人將工件夾到指定地點放置； 機器人回到指定位置等待下一次加工開始。 機床信號的查詢 在了解完機器人的操作，控制機器人完成所需的動作后，接下來要了解的數(shù)控機床的控制信號。其中，要尋找機床控制尾座伸縮和控制液壓卡盤緊松的信號端子，同時，尋找機床空余的外輸出控制信號 來控制機床安全門的自動開閉。 （查閱《機床的維修說明與使用說明》可以找到相應的控制信號） 輔助元器件的使用與選型 檢測元器件的使用 在整個自動化生產(chǎn)過程中，需要使用到許許多多的檢測元器件來檢測機械動 第 9 頁 共 25 頁 作的位置情況，然后再利用這些位置到位檢測來驅動下一個動作的開始，達到有序進行的自動過程。 在本次自動化設計的生產(chǎn)過程中，需要使用到檢測元器件的情況如下： （ 1）在毛坯準備區(qū)域需放置檢測元器件，從而確定是否存在待加工毛坯，進而才能開始下一步機械手動作。這時，需要安裝一個位置檢測傳感器。 （ 2）在自 動門的打開狀態(tài)與閉合狀態(tài)需安裝兩個極限位檢測開關，確保每一步生產(chǎn)都能在門完全打開或完全關閉的情況下作業(yè)，避免與安全門發(fā)生碰撞，引起生產(chǎn)事故。這時，需要安裝兩個位置檢測傳感器，分別為門完全打開時檢測到位和門完全關緊時檢測到位。 檢測元器件的選型 接近開關又稱無觸點 行程開關 ，它除可以完成行程控制和限位保護外，還是一種非接觸型的檢測裝置，用作檢測零件尺寸和測速等，也可用于變頻 計數(shù)器 、變頻脈沖發(fā)生器、液面控制和加工程序的自動銜接等。特點有工作可靠、壽命長、功耗低、復定位精度高、操作 頻率 高以及適應惡 劣的工作環(huán)境等。 圖 23 接近開關原理圖 性能特點 在各類開關中，有一種對接近它物件有“感知”能力的元件 —— 位移傳感器。利用位移傳感器對接近物體的敏感特性達到控制開關通或斷的目的，這就是接近開關。 當有物體移向接近開關，并接近到一定距離時，位移傳感器才有“感知”，開關才會動作。通常把這個距離叫“檢出距離”。不同的接近開關檢出距離也不同。 有時被檢測驗物體是按一定的時間間隔，一個接一個地移向接近開關，又一個一個地離開，這樣不斷地重復。不同的接近開關，對檢測 對象的響應能力是不同的。 第 10 頁 共 25 頁 這種響應特性被稱為“響應頻率”。 種類 因為位移傳感器可以根據(jù)不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移傳感器對物體的“感知”方法也不同，所以常見的接近開關有以下幾種： （ 1） 無源接近開關 這種開關不需要電源，通過磁力感應控制開關的閉合狀態(tài)。當磁或者鐵質觸發(fā)器靠近開關磁場時，和開關內(nèi)部磁力作用控制閉合。特點：不需要電源，非接觸式，免維護，環(huán)保。 （ 2） 渦流式接近開關 這種開關有時也叫電感式接近開關。它是利用導電物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場接近開關時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個渦流 反作用到接近開關，使開關內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無導電物體移近，進而控制開關的通或斷。這種接近開關所能檢測的物體必須是導電體。 （ 3） 電容式接近開關 這種開關的測量通常是構成電容器的一個極板，而另一個極板是開關的外殼。這個外殼在測量過程中通常是接地或與設備的機殼相連接。當有物體移向接近開關時，不論它是否為導體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關的接通或斷開。這種接近開關檢測的對象，不限于導體，可以絕緣的液體或 粉狀物等。 （ 4） 霍爾接近開關 霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關，叫做霍爾開關。當磁性物件移近霍爾開關時，開關檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應而使開關內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關的通或斷。這種接近開關的檢測對象必須是磁性物體。 第 11 頁 共 25 頁 （ 5） 光電式接近開關 利用光電效應做成的開關叫光電開關。將發(fā)光器件與光電器件按一定方向裝在同一個檢測頭內(nèi)。當有反光面（被檢測物體）接近時，光電器件接收到反射光后便在信號輸出，由此便可“感知”有物體接近。 （ 6） 熱釋電式接近開關 用能感知 溫度變化的元件做成的開關叫熱釋電式接近開關。這種開關是將熱釋電器件安裝在開關的檢測面上，當有與環(huán)境溫度不同的物體接近時，熱釋電器件的輸出便變化，由此便可檢測出有物體接近。 （ 7） 其它型式的接近開關 當觀察者或系統(tǒng)對波源的距離發(fā)生改變時，接近到的波的頻率會發(fā)生偏移，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應。聲納和雷達就是利用這個效應的原理制成的。利用多普勒效應可制成超聲波接近開關、微波接近開關等。當有物體移近時，接近開關接收到的反射信號會產(chǎn)